[.net 面向对象编程基础] (13) 面向对象三大特性——多态

[.net 面向对象编程基础] (13) 面向对象三大特性——多态

      前面两节,我们了解了面向对象的的封装和继承特性,面向对象还有一大特性就是多态。比起前面的封装和继承,多态这个概念不是那么好理解。我们还是从一个事例开始:

      公司最近为了陶冶情操,养了几种动物(Animal),有猫(Cat)、狗(Dog)、羊(Sheep),这些动物都有共同的特性,会吃(Eat)、会叫(Shout),但是它们吃的不同,叫的也不同。既然这样,我们能不能设计一个动物类(Animal)和它的成员(Eat方法、Shout方法)来表示这些动物的共同特征,而当我们关注猫时,猫来实现这两个成员(吃鱼、喵喵叫);当我们关注狗时,狗来实现这两个成员(吃肉和汪汪叫)。

1.什么是多态?

上述例子就是一个典型的多态,就是父类的一些成员,子类继承后去重写从而实现不同的功能。

多态:同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。这就是多态,这种特性称为多态性。

2.多态的分类

多态性分为两种,一种是编译时的多态性,一种是运行时的多态性。

编译时的多态性:编译时的多态性是通过重载来实现的。对于非虚的成员来说,系统在编译时,根据传递的参数、返回的类型等信息决定实现何种操作。

运行时的多态性:运行时的多态性就是指直到系统运行时,才根据实际情况决定实现何种操作。C#中运行时的多态性是通过覆写虚成员实现。 

3.多态的实现

  我们知道多态有两种,一种是编译时通过重载实现,另一种是运行时,通过重写或叫覆写来实现,那么如何实现他们?

3.1编译时多态:重载(overload

重载(overload):重载指的是同一个类中有两个或多个名字相同但是参数不同的方法,(:返回值不能区别函数是否重载),重载没有关键字。

注意:

A.从重载的定义来看,重载是一种编译时多态

B.重载不需要事先定义可重载的方法,即没有关键字

C.重载只是针对一个类内部的几个参数不同,名称相同的方法。

我们还在本节开篇那几只陶冶情操的动物来示例说明,代码如下:

 1 /// <summary>
 2 /// 狗(多态:重载事例)
 3 /// </summary>
 4 class Dog
 5 {
 6     /// <summary>
 7     /// 8     /// </summary>
 9     public void Shout()
10     {
11         Console.WriteLine("汪!");
12     }
13 
14     /// <summary>
15     /// 叫(重载方法)
16     /// </summary>
17     public void ShoutCount(int count)
18     {
19         int i = 0;
20         string shout = "";
21         do
22         {
23             shout += "汪!";
24             i++;
25         } while (i <= count);
26         Console.WriteLine(shout);
27     }
28 }
//调用
Dog dog = new Dog();
dog.Shout();
dog.ShoutCount(5);

3.2运行时多态:重写

重写有两种,一种是override修饰符,另一种使用new修饰符,下面会举例说明两种重写的使用方法和异同。

重写(override:也称过载,重写是指子类对父类中虚函数或抽象函数的“覆盖”(这也就是有些书将过载翻译为覆盖的原因),但是这种“覆盖”和用new关键字来覆盖是有区别的。

下面以本节开题前例子,实现重写,代码如下:

 

  1     /// <summary>
  2     /// 动物类(父类)
  3     /// </summary>
  4     class Animal
  5     {
  6        /// <summary>
  7        /// 名字
  8        /// 说明:类和子类可访问
  9        /// </summary>
 10        protected string name;
 11 
 12 
 13         /// <summary>
 14         /// 构造函数
 15         /// </summary>
 16         /// <param name="name"></param>
 17         public Animal(string name)
 18         {
 19             this.name=name;
 20         }
 21 
 22         /// <summary>
 23         /// 名字(虚属性)
 24         /// </summary>
 25         public virtual string MyName
 26         {
 27             get { return this.name; }           
 28 
 29         }
 30 
 31         /// <summary>
 32         /// 吃(虚方法)
 33         /// </summary>
 34         public virtual void Eat()
 35         {
 36             Console.WriteLine("我会吃!");
 37         }
 38 
 39         /// <summary>
 40         /// 叫(虚方法)
 41         /// </summary>
 42         public virtual void Shout()
 43         {
 44             Console.WriteLine("我会叫!");
 45         }
 46     }
 47 
 48     /// <summary>
 49     /// 狗(子类)
 50     /// </summary>
 51     class Dog:Animal
 52     {
 53         string myName;
 54         public Dog(string name): base(name)
 55         {
 56             myName = name;
 57         }
 58         
 59         /// <summary>
 60         /// 名字(重写父类属性)
 61         /// </summary>
 62         public override string MyName
 63         {
 64             get { return "我是:狗狗,我叫:"+this.name; }
 65 
 66         }
 67 
 68 
 69         /// <summary>
 70         /// 吃(重写父类虚方法)
 71         /// </summary>
 72         public  override void Eat()
 73         {
 74             Console.WriteLine("我喜欢吃肉!");
 75         }
 76 
 77         /// <summary>
 78         /// 叫(重写父类方法)
 79         /// </summary>
 80         public override void Shout()
 81         {
 82             Console.WriteLine("汪!汪!汪!");
 83         }
 84     }
 85     /// <summary>
 86     /// 猫(子类)
 87     /// </summary>
 88     class Cat : Animal
 89     {
 90         string myName;
 91         public Cat(string name)
 92             : base(name)
 93         {
 94             myName = name;
 95         }
 96         /// <summary>
 97         /// 名字(重写父类属性)
 98         /// </summary>
 99         public override string MyName
100         {
101             get { return "我是:猫咪,我叫:" + this.name; }
102 
103         }
104 
105         /// <summary>
106         /// 吃(重写父类虚方法)
107         /// </summary>
108         public override void Eat()
109         {
110             Console.WriteLine("我喜欢吃鱼!");
111         }
112 
113         /// <summary>
114         /// 叫(重写父类方法)
115         /// </summary>
116         public override void Shout()
117         {
118             Console.WriteLine("喵!喵!喵!");
119         }
120     }
121 
122     /// <summary>
123     /// 羊(子类)
124     /// </summary>
125     class Sheep : Animal
126     {
127         string myName;
128         public Sheep(string name)
129             : base(name)
130         {
131             myName = name;
132         }
133         /// <summary>
134         /// 名字(重写父类属性)
135         /// </summary>
136         public override string MyName
137         {
138             get { return "我是:羊羊,我叫:" + this.name; }
139 
140         }
141 
142         /// <summary>
143         /// 吃(重写父类虚方法)
144         /// </summary>
145         public override void Eat()
146         {
147             Console.WriteLine("我喜欢吃草!");
148         }
149 
150         /// <summary>
151         /// 叫(重写父类方法)
152         /// </summary>
153         public override void Shout()
154         {
155             Console.WriteLine("咩!咩!咩!");
156         }
157     }

 

//调用方法
Animal dog = new Dog("旺财");
string myName=dog.MyName;
Console.WriteLine(myName);
dog.Eat();
dog.Shout();
//运行结果如下:
我是:狗狗,我叫:旺财
我喜欢吃肉!
汪!汪!汪!
//调用方法
Animal sheep = new  Sheep("美羊羊");
string myName = sheep.MyName;
Console.WriteLine(myName);
sheep.Eat();
sheep.Shout();
//运行结果如下:
我是:羊羊,我叫:美羊羊
我喜欢吃草!
咩!咩!咩!

重写(new)

new:覆盖指的是不同类中(基类或派生类)有两个或多个返回类型、方法名、参数都相同,但是方法体不同的方法。但是这种覆盖是一种表面上的覆盖,所以也叫隐藏,被覆盖的父类方法是可以调用得到的。

下面用实例说明,代码如下:

 

 1     /// <summary>
 2     /// 动物类(父类)
 3     /// </summary>
 4     class Animal
 5     {
 6        /// <summary>
 7        /// 名字
 8        /// 说明:类和子类可访问
 9        /// </summary>
10        protected string name;
11 
12 
13         /// <summary>
14         /// 构造函数
15         /// </summary>
16         /// <param name="name"></param>
17         public Animal(string name)
18         {
19             this.name=name;
20         }
21 
22         /// <summary>
23         /// 名字(虚属性)
24         /// </summary>
25         public virtual string MyName
26         {
27             get { return this.name; }           
28 
29         }
30 
31         /// <summary>
32         /// 吃(虚方法)
33         /// </summary>
34         public virtual void Eat()
35         {
36             Console.WriteLine("我会吃!");
37         }
38 
39         /// <summary>
40         /// 叫(虚方法)
41         /// </summary>
42         public virtual void Shout()
43         {
44             Console.WriteLine("我会叫!");
45         }
46     }
47 
48     /// <summary>
49     /// 狗(子类)
50     /// </summary>
51     class Dog:Animal
52     {
53         string myName;
54         public Dog(string name): base(name)
55         {
56             myName = name;
57         }        
58         /// <summary>
59         /// 名字(重写父类属性)
60         /// </summary>
61         public override string MyName
62         {
63             get { return "我是:狗狗,我叫:"+this.name; }
64         }
65 
66         /// <summary>
67         /// 吃(重写父类虚方法)
68         /// </summary>
69         new  public   void Eat()
70         {
71             Console.WriteLine("我喜欢吃肉!");
72         }
73 
74         /// <summary>
75         /// 叫(重写父类方法)
76         /// </summary>
77         public new void Shout()
78         {
79             Console.WriteLine("汪!汪!汪!");
80         }
81     }

 

//调用方法
Animal dog = new Dog("旺财");
string myName=dog.MyName;
Console.WriteLine(myName);
dog.Eat();
dog.Shout();
//执行结果如下:
我是:狗狗,我叫:旺财
我会吃!
我会叫!

如下改一下调用方法:

//调用方法
Dog dog = new Dog("旺财");
string myName=dog.MyName;
Console.WriteLine(myName);
dog.Eat();
dog.Shout();
//执行结果如下:
我是:狗狗,我叫:旺财!
我爱吃肉!
汪!汪!汪!

 

可以看出,当派生类Dog的Eat()方法使用new修饰时,Dog的对象转换为Animal对象后,调用的是Animal类中的Eat()方法。其实可以理解为,使用new关键字后,使得Dog中的Eat()方法和Animal中的Eat()方法成为毫不相关的两个方法,只是它们的名字碰巧相同而已。所以, Animal类中的Eat()方法不管用还是不用virtual修饰,也不管访问权限如何,或者是没有,都不会对Dog的Eat()方法产生什么影响(只是因为使用了new关键字,如果Dog类没用从Animal类继承Eat()方法,编译器会输出警告)。 

我想这是设计者有意这么设计的,因为有时候我们就是要达到这种效果。严格的说,不能说通过使用new来实现多态,只能说在某些特定的时候碰巧实现了多态的效果。

 

3.3 要点:

a.多态是面向对象的重要特性之一,指同一操作作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。

b.多态分为两种:一种是编译时多态,使用重载实现;另一种是运行时多态,使用重写实现;

c.重写有两种,一种使用override关键词,另一种使用new关键词

d.new重写实际上是对父类方法的隐藏,被覆盖的父类方法可以调用得到。因此new可以重写(或说是隐藏)的父类方法不一定要定义为虚方法或抽象方法。只是如果父类方法是虚方法或抽象方法时会覆盖父类方法,如果不是,则隐藏。

e.重载和覆盖的发生条件:
重载,必然发生在一个类中,函数名相同,参数类型或者顺序不同构成重载,与返回类型无关
重写,必然发生在基类和派生类中,其类函数用virtual修饰,派生类用override修饰
覆盖,在子类中写一个和基类一样名字(参数不同也算)的非虚函数,会让基类中的函数被隐藏,编译后会提示要求使用New关键字 new 修饰 

隐藏,在子类中可以通过new 隐藏父类的方法

f.new覆盖与重写、重载的区别:

当子类与父类的参数不同时

当基类函数不是虚函数时,基类函数将被隐藏。(因为子类和基类不在同一范围内,所以不是重载)

当基类函数是虚函数时,基类函数将被隐藏。(因为子类和基类不在同一范围内,所以不是重载;因为参数不同,所以不是重写)

当子类与父类的参数相同时

当基类函数不是虚函数时,基类函数将被隐藏。(因为子类和基类不在同一范围内,所以不是重载,因为基类不是虚函数,所以是隐藏不是重写)

当基类函数是虚函数时,基类函数将被覆盖。(因为子类和基类不在同一范围内,所以不是重载)

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posted @ 2015-06-06 19:37  yubinfeng  阅读(4848)  评论(0编辑  收藏  举报